淺析短波在通信領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用

摘 要:本文以現(xiàn)代短波在通信技術(shù)的發(fā)展概況為起點(diǎn)，分析了短波在通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，特別是第三代短波通信技術(shù)的發(fā)展情況及通信信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽Ｗ詈蟠笾碌慕榻B了短波在跳頻電臺(tái)及衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:短波 跳頻電臺(tái) 通信信道

中圖分類(lèi)號(hào):TN822文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0024-01

1 引言

近年來(lái)，短波通信技術(shù)在獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步，用現(xiàn)代化的短波設(shè)備改造和充實(shí)我國(guó)各個(gè)重要領(lǐng)域的無(wú)線通信網(wǎng)，使之更加先進(jìn)和有效，滿足新時(shí)代各項(xiàng)工作的需要，無(wú)疑是非常有意義的。

2 現(xiàn)代短波在通信技術(shù)的發(fā)展概況

短波通信是一種無(wú)線電通信方式，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、使用方便、靈活等，因此，長(zhǎng)期以來(lái)一直是近、中、遠(yuǎn)距離軍用、民用通信的重要手段之一，對(duì)人類(lèi)通信事業(yè)作出了重要貢獻(xiàn)。

在短波信道方面，它受時(shí)延、幅度衰落、環(huán)境變化等因素的影響變化莫測(cè)，要保證通信的可靠性，需要系統(tǒng)根據(jù)短波信道的變化自動(dòng)適應(yīng)改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在的短波自適應(yīng)通信技術(shù)，主要是指頻率自適應(yīng)技術(shù)，而未來(lái)的短波自適應(yīng)通信技術(shù)應(yīng)該是多方位的。在計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)方面，利用計(jì)算機(jī)測(cè)頻軟件預(yù)測(cè)可用頻率對(duì)短波通信很有幫助，計(jì)算機(jī)測(cè)頻系統(tǒng)能夠根據(jù)太陽(yáng)黑子活動(dòng)規(guī)律等因素，結(jié)合各個(gè)地區(qū)的歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)兩點(diǎn)之間在未來(lái)一段時(shí)期每天各時(shí)節(jié)的可用頻段，具有較高參考價(jià)值。

3 短波在通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

短波在各方面的發(fā)展趨勢(shì)很廣泛，現(xiàn)從以下三個(gè)方面分析。

(1)從自適應(yīng)技術(shù)向全自適應(yīng)技術(shù)方向發(fā)展

現(xiàn)在的自適應(yīng)選頻與信道建立技術(shù)都是與通信結(jié)合在一起，這樣選頻質(zhì)量會(huì)低于專(zhuān)用實(shí)時(shí)選頻系統(tǒng)提供的頻率質(zhì)量。由于在短波時(shí)變信道中傳輸信號(hào)時(shí)，為了消除多徑效應(yīng)、多普勒頻移等帶來(lái)的干擾，必須采用自適應(yīng)信道均衡技術(shù)。從以上兩點(diǎn)可以看出:為了提高短波通信的質(zhì)量，今后發(fā)展方向應(yīng)該是將專(zhuān)用選頻系統(tǒng)和自適應(yīng)通信系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步提高短波通信質(zhì)量。

短波通信在選定工作頻率后，要在隨時(shí)間變化的信道上得到最大數(shù)據(jù)量，就必須采用全自適應(yīng)技術(shù)。在未來(lái)信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信將成為主要的通信方式，但是單一的頻率自適應(yīng)還無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的要求，未來(lái)通信的需求促進(jìn)了短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)正向全自適應(yīng)技術(shù)的方向發(fā)展。

(2)高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)將得到發(fā)展

為了滿足質(zhì)量均衡的要求，調(diào)制解調(diào)器就成為實(shí)現(xiàn)短波數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵部件。目前廣泛應(yīng)用的窄帶短波電臺(tái)的調(diào)制解調(diào)器有串行和并行兩種體制，串行體制原理是通過(guò)單載波調(diào)制發(fā)送信息，對(duì)均衡的要求相當(dāng)高;并行體制是將發(fā)送的數(shù)據(jù)并行分配到多個(gè)子載波上傳輸，傳統(tǒng)的并行體制中各個(gè)子載波在頻譜上都不重疊，在接收端分離各個(gè)子信道，各個(gè)子信道之間要留有保護(hù)頻帶，頻帶利用率低，而且多個(gè)濾波器的實(shí)現(xiàn)也有難度。

為了滿足人們對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，圍繞著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛿?shù)據(jù)傳輸速率而發(fā)展起來(lái)的，是短波信道上傳輸數(shù)據(jù)話音和其他數(shù)據(jù)信號(hào)。由于短波信道是一個(gè)典型的時(shí)變信道，另外，為了保證網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的可靠性，排除電磁干擾，調(diào)制解調(diào)方式必須具有抗干擾和抗衰落的能力。

(3)短波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向第三代全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展

第二代短波通信只采用異步模式，而第三代短波通信有兩種工作模式，包括同步模式和異步模式。在沒(méi)有外部同步源的情況下，則需要用同步管理協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。同步模式的使用使第三代短波通信的建鏈速率比第二代短波通信大大提高。

第三代短波通信的主要技術(shù)特征是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。在數(shù)字化方面，第三代短波通信標(biāo)準(zhǔn)物理層規(guī)定了不同的波形，每種波形有其特定的結(jié)構(gòu)，用于通信的不同階段，以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步、探測(cè)和解調(diào)等功能;在網(wǎng)絡(luò)化方面，它提供了兩種協(xié)議，即LDL協(xié)議和HDL協(xié)議，隨著對(duì)短波通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸速度、抗干擾能力要求的不斷提高，第三代通信已成大勢(shì)所趨。

4 短波在通信跳頻電臺(tái)上的應(yīng)用

對(duì)于跳頻通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最為重要的技術(shù)就是跳頻步伐一致。收發(fā)雙方必須同步于同一時(shí)間，才能順利的獲取約定好的跳頻圖案中的頻率點(diǎn)的信號(hào)。對(duì)于高速跳頻通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每個(gè)頻點(diǎn)的信號(hào)只在該頻點(diǎn)上駐留很短的時(shí)間，短波高速跳頻電臺(tái)就是使信號(hào)能在選定的頻點(diǎn)上做到高速跳變，如果第三方不知道跳變規(guī)律便無(wú)法捕捉到傳遞的信號(hào)，同時(shí)第三方也很難在所有使用的頻點(diǎn)上同時(shí)釋放干擾，這在軍事上有極為重要的應(yīng)用價(jià)值。

短波跳頻電臺(tái)在1980年代初期出現(xiàn)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，跳頻電臺(tái)的綜合性能越來(lái)越強(qiáng)，一個(gè)設(shè)備中有調(diào)頻、調(diào)幅、單邊帶等多種工作方式;既作通信用又可作其他功能使用。此外實(shí)現(xiàn)技術(shù)的數(shù)字化是指電臺(tái)本身的數(shù)字化和信道數(shù)字化，這對(duì)提高通信質(zhì)量、簡(jiǎn)化線路設(shè)計(jì)和電臺(tái)升級(jí)換代具有重要的意義。

5 環(huán)境對(duì)短波在電臺(tái)上的影響

短波頻率管理它是短波通信技術(shù)與通信管理間的一座橋梁，下面以岸臺(tái)與艦船之間的短波通信為例，介紹了電離層及電磁環(huán)境及電波在電臺(tái)上的影響。

在電離層和海上電磁環(huán)境的實(shí)時(shí)變化過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)岸艦之間開(kāi)通的短波通信網(wǎng)選擇，短波通信的工作頻率是不能任意選擇的，否則就不能建立可靠的頻率指配，無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)在進(jìn)行指配時(shí)，往往指配受潛在的干擾最小的頻點(diǎn)。這種指配方法就是使能保證系統(tǒng)的電磁兼容性，在這樣復(fù)雜的電磁環(huán)境中，要保證給電臺(tái)指配的頻率確實(shí)可用，就必須對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行兼容分析。因?yàn)椴荒鼙ＷC對(duì)將來(lái)的指配有利，往往目前的指配會(huì)給將來(lái)的指配帶來(lái)困難，而且不利于提高利用率，頻率指配的困難也在于此。對(duì)于干擾嚴(yán)重的頻率點(diǎn)和頻率波段在指配時(shí)予以扣除并對(duì)保護(hù)頻率和禁用頻率進(jìn)行篩選，并向管理中心發(fā)出申請(qǐng)，最終確定指配頻率。

6 小結(jié)

短波通信的發(fā)展將會(huì)越來(lái)越迅速，它的應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)越來(lái)越廣泛，因此，對(duì)現(xiàn)代短波通信技術(shù)的研究和探索，必將有極其廣寬的領(lǐng)域和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

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